E-Mobilität Echsenbach

Auswirkungen von E-Mobilität und Wärmepumpen auf den Netzzustand

E-Mobility Echsenbach: impact of e-mobility and heat pumps on the condition of an electrical grid

Zusammenfassung

Im Rahmen des Feldversuchs E-Mobilität Echsenbach wurde ein innovatives Verfahren (\(P(U,Z)\)-Regelung) zur Ladeleistungsreduktion ausprobiert und analysiert. Weiters wurden Gleichzeitigkeitsfaktoren in Bezug auf E-Mobilität und im Speziellen für unterschiedliche Ladeleistungen ermittelt. Für a priori vorgegebene Durchdringungsraten an Ladestationen wurden Analysen und Simulationen erarbeitet, um die Auswirkungen von E-Mobilität und Wärmepumpen auf den Netzzustand (i.e. Spannungsniveaus bzw. thermische Beanspruchung von Betriebsmitteln) abschätzen zu können. Die Anfangszeiten der Ladevorgänge wurden aufgezeichnet, womit alle Ladevorgänge derart umgerechnet werden konnten, dass diese mit einer beliebig vorgegebenen, aber konstanten, Ladeleistung erfolgten. Für die vorgegebenen Ladeleistungen von 3,7 kW bzw. 11 kW sind Gleichzeitigkeitskurven ausgewertet und Lastflussanalysen durchgeführt worden. Anhand der im Feldversuch E-Mobilität Echsenbach aufgezeichneten Messdaten wurden die Simulationsmodelle geprüft und verifiziert.

Abstract

As part of the e-mobility Echsenbach field test an innovative method (\(P(U,Z)\) control) concerning the reduction of charging power was tested and analyzed. In addition, simultaneity factors with reference to e-mobility and in particular to various charging power levels were derived. For a priori given penetration rates of charging stations, analyses and simulations were developed in order to estimate the impact of e-mobility and heat pumps on the condition (i.e., voltage levels and thermal stresses of electrical equipment) of an electrical grid. The starting points of the charging processes were logged. This made it possible to transform the charging processes into such with a freely chosen but constant charging power. For the chosen charging powers of 3,7 kW and 11 kW, simultaneity graphs were evaluated and load flow analyses were carried out. On the basis of the measurements recorded during the e-mobility Echsenbach field test, the simulation models were proved and verified.

This is a preview of subscription content, log in to check access.

Abb. 1.
Abb. 2.
Abb. 3.
Abb. 4.
Abb. 5.

Notes

  1. 1.

    BMW i3, Kia Soul, Renault ZOE, VW e-Golf, NISSAN LEAF

  2. 2.

    Die einzustellende Kennlinie wurde den Ladestationsherstellern von Netz Niederösterreich vorgegeben.

  3. 3.

    Wir betrachten im Speziellen einelementige Mengen als Ereignisse.

  4. 4.

    100 % Durchdringung entspricht einer Ladestation und einem E-Auto pro Haushalt.

  5. 5.

    Unabhängig davon, dass die Wochentage bei diesem Vergleich um einen Tag verschoben sind.

  6. 6.

    DC-Ladung (CCS und CHAdeMO) mit max. \(50~\text{kW}\) bzw. AC-Ladung (Typ 2) mit max. \(43~\text{kW}\)

Literatur

  1. 1.

    Aktuelle und zukünftige Anforderungen an Ladeeinrichtungen für Elektrofahrzeuge. Oesterreichs Energie, EP Elektromobilität im AK Verteilernetze. Ausgabe 1.0 vom 22.8.2018.

  2. 2.

    Biermayr, P., et al. (2019): Innovative Energietechnologien in Österreich Marktentwicklung 2018. Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie, Abteilung für Energie- und Umwelttechnologien.

  3. 3.

    Gawlik, W., Fasthuber, D. (2020): Wissenschaftliche Datenanalyse des Feldversuchs in Echsenbach. Technische Universität Wien, Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe, Wien.

    Google Scholar 

  4. 4.

    Groiss, C. (2016): Analyse der Gleichzeitigkeitsfaktoren von Prosumer Haushalten mit Elektrofahrzeugen. Technische Universität Graz, Institut für Elektrizitätswirtschaft und Energieinnovation.

    Google Scholar 

  5. 5.

    Kraftfahrzeuge – Neuzulassungen 2019. STATISTIK AUSTRIA Bundesanstalt Statistik Österreich. http://www.statistik.at/web_de/statistiken/energie_umwelt_innovation_mobilitaet/verkehr/strasse/kraftfahrzeuge_-_neuzulassungen/index.html. Abgerufen am 14.5.2020.

  6. 6.

    ÖVE/ÖNORM EN 50160:2011-03-01. Merkmale der Spannung in öffentlichen Elektrizitätsversorgungsnetzen (deutsche Fassung).

  7. 7.

    TAEV (2016): Technische Anschlussbedingungen für den Anschluss an öffentliche Versorgungsnetze mit Betriebsspannungen bis 1000 Volt, mit Erläuterungen der einschlägigen Vorschriften. Oesterreichs Energie.

  8. 8.

    Tober, W., Bruckmüller, T., Fasthuber, D. (2019): Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge: Bedarf, Kosten und Auswirkungen auf die Energieversorgung in Österreich bis 2030. Österrreichischer Verein für Kraftfahrzeugtechnik.

    Google Scholar 

Download references

Danksagung

Wir bedanken uns bei Herrn Dipl.-Ing. (FH) Werner Hengst, Geschäftsführer der Netz Niederösterreich, der den Feldversuch E-Mobilität Echsenbach mit regem Interesse mitverfolgt und uns in allen Belangen unterstützt hat.

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Gawlik sowie Herrn Dipl.-Ing. Dr.techn. Dominik Fasthuber vom Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe der Technischen Universität Wien danken wir für wertvolle Anregungen und das Verfassen des Berichts [3].

Ein herzliches Dankeschön für die Bereitschaft, beim Feldversuch teilzunehmen, ergeht an die Teilnehmer vor Ort in Echsenbach.

Abschließend bedanken wir uns bei den folgenden neben der Netz Niederösterreich alphabetisch gelisteten Projektteilnehmern. Ihre Unterstützung hat wesentlich zum erfolgreichen Gelingen des Feldversuchs beigetragen.

AIT Austrian Institute of Technology (Kundenzufriedenheitsanalyse).

Amt der NÖ Landesregierung, Abteilung Umwelt- und Energiewirtschaft.

ecoplus. Niederösterreichs Wirtschaftsagentur.

NÖ Energie- und Umweltagentur.

EVN (Einsatz joulie Optimierungs-Assistent).

KEBA (Hersteller Ladestationen).

LineMetrics (Hersteller Messequipment).

Schrack Technik (Hersteller Ladestationen).

Technische Universität Wien (Datenanalyse).

Author information

Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to Michael Hahn.

Additional information

Wir widmen den vorliegenden Artikel unserem Kollegen Dipl.-Ing. Dr.techn. Manfred Wurm, dessen plötzlicher Tod uns zutiefst erschüttert hat.

Hinweis des Verlags

Der Verlag bleibt in Hinblick auf geografische Zuordnungen und Gebietsbezeichnungen in veröffentlichten Karten und Institutsadressen neutral.

Rights and permissions

Reprints and Permissions

About this article

Verify currency and authenticity via CrossMark

Cite this article

Hahn, M., Simetzberger, C. E-Mobilität Echsenbach. Elektrotech. Inftech. (2020). https://doi.org/10.1007/s00502-020-00810-z

Download citation

Schlüsselwörter

  • E-Mobilität
  • Echsenbach
  • Feldversuch
  • Ladestation
  • Wärmepumpe
  • \(P(U,Z)\)-Regelung
  • Gleichzeitigkeitsfaktor
  • Durchdringungsszenarien in Bezug auf E-Mobilität
  • Lastflussanalyse

Keywords

  • e-mobility
  • Echsenbach
  • field test
  • charging station
  • heat pump
  • \(P(U,Z)\)-control
  • simultaneity factor
  • penetration scenarios concerning e-mobility
  • load flow analysis